Vlhkosť je zásadným environmentálnym faktorom, ktorý významne ovplyvňuje proces korózie galvanizovanej ocele. Ako dodávateľ galvanizovanej ocele je pochopenie vzťahu medzi vlhkosťou a koróziou nevyhnutné na poskytovanie vysokokvalitných výrobkov a vedenie našich zákazníkov v súvislosti s správnym využitím a údržbou.
1. Základy pozinkovanej ocele a korózie
Galvanizovaná oceľ je oceľ, ktorá bola potiahnutá vrstvou zinku, ktorá ju chráni pred koróziou. Zinkový náter pôsobí ako obetná anóda, čo znamená, že prednostne korodujú na podkladovú oceľ. Ak je zinková vrstva neporušená, tvorí fyzickú bariéru, ktorá zabraňuje kyslíku a vlhkosti v dosiahnutí oceľového povrchu. Za určitých podmienok však môže byť zinkový povlak ohrozený, čo vedie k korózii ocele.
Korózia je elektrochemický proces. V prítomnosti elektrolytu (ako je voda) strácajú atómy kovov elektróny a sú oxidované. V prípade galvanizovanej ocele začína zinkový povlak najskôr korodovať. Všeobecná reakcia korózie zinku v prítomnosti kyslíka a vody môže byť reprezentovaná nasledovne: [2ZN + O_ {2} + 2H_ {2} O = 2ZN (OH){2}] Vytvorený zinkový hydroxid môže ďalej reagovať s oxidom uhličitým vo vzduchu za vzniku uhličitanu zinku (ZnCO (ZnCO{3})), čo je stabilnejšia a ochrannejšia vrstva.
2. Úloha vlhkosti pri korózii
Vlhkosť sa vzťahuje na množstvo vodnej pary prítomnej vo vzduchu. Hrá úlohu viacnásobnej urážky pri korózii galvanizovanej ocele.
2.1. Tvorba elektrolytu
Jedným z primárnych spôsobov, ako vlhkosť ovplyvňuje koróziu, je poskytnutie potrebného elektrolytu pre elektrochemické reakcie. Keď relatívna vlhkosť (RH) vo vzduchu dosiahne určitú úroveň, známa ako kritická relatívna vlhkosť (CRH), vodná pary kondenzuje na povrchu pozinkovanej ocele. V prípade zinku je CRH zvyčajne okolo 60 - 70%. Akonáhle RH prekročí túto hodnotu, na povrchu zinkového povlaku sa vytvorí tenká vrstva vody. Táto vodná vrstva môže rozpustiť rôzne kontaminanty vo vzduchu, ako je oxid siričitý ((So_ {2})), oxidy dusíka ((no_ {x})) a chloridy ((cl^{-})), premeniť ho na elektrolyt.
V priemyselnom prostredí s vysokou úrovňou znečisťujúcich látok môže byť CRH ešte nižšia. Napríklad v pobrežnej oblasti, kde sú vo vzduchu vysoké koncentrácie chloridov, môže CRH zinku klesnúť na približne 50%. Prítomnosť elektrolytu umožňuje tok iónov medzi anódou (zinok) a katódou (oceľ alebo ušľachtilejšia oblasť na povrchu zinku), čo uľahčuje proces korózie.
2.2. Zrýchlenie chemických reakcií
Vyššie hladiny vlhkosti zvyšujú rýchlosť chemických reakcií zapojených do korózie. Zvýšený obsah vody na povrchu pozinkovanej ocele poskytuje viac reaktantov na oxidáciu zinku. Ako sa zvyšuje teplota a vlhkosť, zvyšuje sa aj kinetická energia molekúl, čo vedie k častejším a energetickejším zrážkam medzi molekulami reaktantov. To má za následok rýchlejšiu rýchlosť oxidácie zinočnatého a tvorbu korózie.
Vlhkosť môže navyše ovplyvniť rozpustnosť koróznych výrobkov. Niektoré výrobky z korózie, ako je hydroxid zinočnatý, sú vo vode rozpustnejšie vo vode za určitých podmienok vlhkosti a pH. Ak je vlhkosť vysoká, tieto korózne produkty sa môžu rozpustiť a vymyť z povrchu, čím sa vystavuje čerstvý zinok na ďalšiu koróziu.
2.3. Vplyv na ochrannú vrstvu
Tvorba a stabilita ochrannej uhličitanovej vrstvy zinočnatého sú tiež ovplyvnené vlhkosťou. V mierne vlhkom prostredí (okolo 40 - 60% RH) sa môže uhličitan zinok tvoriť a dobre prilepiť na povrch zinkového povlaku, čím poskytuje účinnú ochranu pred ďalšou koróziou. Avšak vo veľmi vysokom prostredí vlhkosti sa ochranná vrstva môže stať poréznou alebo dokonca rozpustenou.
Nadmerná vlhkosť môže spôsobiť, že vrstva uhličitanu zinku absorbuje vodu a napučiavanie, čo vedie k prasknutiu a delaminácii. Akonáhle je ochranná vrstva poškodená, kyslík a vlhkosť môžu ľahko dosiahnuť podkladový zinok a oceľ, čím sa urýchľuje proces korózie.
3. Rôzne podmienky vlhkosti a ich účinky
3.1. Nízka vlhkosť (RH <40%)
V podmienkach nízkej vlhkosti je miera korózie galvanizovanej ocele vo všeobecnosti veľmi pomalá. Pretože nie je dostatok vodnej pary na vytvorenie elektrolytu na povrchu, elektrochemické reakcie potrebné na koróziu sú prísne obmedzené. Zinkový povlak zostáva relatívne stabilný a ochranná vrstva uhličitanu zinku sa môže tvoriť a pretrváva po dlhú dobu.
Je však dôležité poznamenať, že prostredie s nízkou vlhkosťou nie sú úplne bez rizík korózie. V niektorých prípadoch môžu suché znečisťujúce látky vo vzduchu, ako napríklad prachové častice obsahujúce korozívne látky, stále spôsobiť lokalizovanú koróziu na povrchu pozinkovanej ocele.
3.2. Mierna vlhkosť (40% ≤ RH ≤ 60%)
Toto je najpriaznivejší rozsah vlhkosti pre dlhodobú ochranu pozinkovanej ocele. V tomto rozsahu je vodná para dostatočná na podporu tvorby tenkej stabilnej vrstvy uhličitanu zinku na povrchu zinkového povlaku. Uhličitánska vrstva zinku pôsobí ako bariéra, ktorá bráni kyslíku a vlhkosti v dosiahnutí podkladovej ocele. Zároveň vlhkosť nie je dostatočne vysoká na to, aby spôsobila nadmerné rozpustenie alebo poškodenie ochrannej vrstvy.
Za podmienok strednej vlhkosti je miera korózie galvanizovanej ocele relatívne nízka a servisná životnosť produktu sa môže výrazne rozšíriť.
3.3. Vysoká vlhkosť (RH> 60%)
Vysoké vlhké prostredia predstavujú významnú výzvu pre odolnosť proti korózii galvanizovanej ocele. Ako už bolo uvedené vyššie, keď RH prekročí CRH, na povrchu sa vytvorí vrstva elektrolytov a proces korózie sa zrýchli. Vysoká vlhkosť môže navyše viesť k tvorbe veľkého množstva koróznych produktov, ktoré sa môžu odlupovať alebo spôsobiť mechanické poškodenie zinkového povlaku.
V extrémne vysokých vlhkých prostrediach, napríklad v tropických dažďových pralesoch alebo v blízkosti veľkých vodných útvarov s vysokou rýchlosťou odparovania, môže byť korózia pozinkovanej ocele veľmi závažná. Nepretržitá prítomnosť vlhkosti a potenciál vysokých úrovní znečisťujúcich látok vo vzduchu môžu rýchlo znížiť povlak zinku a vystaviť podkladovú oceľ korózii.
4. Zmiernenie účinkov vlhkosti na koróziu pozinkovanej ocele
Ako dodávateľ pozinkovaného ocele ponúkame niekoľko riešení, ktoré našim zákazníkom pomáhajú zmierniť účinky vlhkosti na koróziu.
4.1. Hrúbka povlaku
Podľa očakávaných podmienok vlhkosti a prostredia môžeme poskytnúť pozinkovanú oceľ s rôznymi hrúbkami povlaku. Silnejší zinkový povlak poskytuje viac obetného materiálu a dlhšiu životnosť, najmä vo vysokej vlhkosti a korozívnom prostredí. Napríklad v pobrežných oblastiach s vysokou vlhkosťou a soľným sprejom odporúčame použiť pozinkovanú oceľ s hrubším povlakom zinku, aby ste zvýšili jej odolnosť proti korózii.
4.2. Povrchové ošetrenia
Okrem základného zinkového povlaku môžeme ponúknuť rôzne povrchové úpravy na ďalšie zlepšenie odolnosti proti korózii galvanizovanej ocele. Tieto ošetrenia môžu zahŕňať použitie organických povlakov, ako sú farby alebo práškové povlaky, ktoré poskytujú ďalšiu bariéru proti vlhkosti a kyslíku. Niektoré povrchové úpravy môžu tiež modifikovať povrchové vlastnosti zinočnatého povlaku, čím sa v podmienkach vysokej vlhkosti zvyšuje odolnejšie voči korózii.
4.3. Kontrola životného prostredia
Poskytujeme tiež rady týkajúce sa opatrení na kontrolu životného prostredia pre našich zákazníkov. V prípade aplikácií v interiéri môže kontrola úrovne vlhkosti pomocou odvlhčovačov alebo systémov kondicionovania vzduchu výrazne znížiť riziko korózie galvanizovanej ocele. Vo vonkajších aplikáciách môže správne vetranie a odtok pomôcť zabrániť akumulácii vlhkosti na povrchu pozinkovanej ocele.
5. Záver
Vlhkosť je kľúčovým faktorom, ktorý ovplyvňuje koróziu pozinkovanej ocele. Pochopenie vzťahu medzi vlhkosťou a koróziou je rozhodujúce pre zabezpečenie dlhodobého výkonu a trvanlivosti galvanizovaných oceľových výrobkov. Ako dôveryhodný dodávateľ galvanizovanej ocele sa zaväzujeme poskytovať produkty a profesionálne riešenia vysokej kvality, ktoré pomáhajú našim zákazníkom riešiť výzvy, ktoré predstavuje vlhkosť a ďalšie environmentálne faktory.
Ak potrebujete vysoko kvalitné výrobky z galvanizovanej ocele alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa prevencie korózie, vyzývame vás, aby ste nás kontaktovali na diskusiu o obstarávaní. Náš tím odborníkov je pripravený poskytnúť vám podrobné informácie a prispôsobené riešenia na základe vašich konkrétnych požiadaviek.
Odkazy
- Uhlig, HH a Revie, RW (1985). Kontrola korózie a korózie: Úvod do korózie vedy a inžinierstva. Wiley.
- Kucera, V., & Mattsson, L. (1991). Atmosférická korózia kovov vo vonkajších prostrediach. V atmosférickej korózii (str. 1 - 26). Wiley.
- Robertson, A. (2002). Zinkové povlaky na ochranu korózie ocele. ASM International.